并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)。涉及一種Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明可滿足我國工業(yè)快速發(fā)展過程中對Delta機(jī)器人性能的需求。本發(fā)明包括驅(qū)動電機(jī)、上端萬向節(jié)、下端萬向節(jié)，所述的四自由度Delta機(jī)器人第四軸的平行四邊形連桿傳動機(jī)構(gòu)還包括并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)、工作平臺，驅(qū)動電機(jī)輸出軸與上端萬向節(jié)傳動聯(lián)接，上端萬向節(jié)與并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的上端對角軸聯(lián)接，并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的下端對角軸與下端萬向節(jié)聯(lián)接，下端萬向節(jié)與工作平臺聯(lián)接。本發(fā)明用于四自由度Delta機(jī)器人上，可滿足我國工業(yè)快速發(fā)展過程中對Delta機(jī)器人性能的需求。
【專利說明】并聯(lián)連桿形式的De Ita機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]中國高度工業(yè)化的進(jìn)程引領(lǐng)了機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人正在迅速地取代各種生產(chǎn)線中的主要?jiǎng)趧恿σ蝗?。Delta機(jī)器人以其高效、快速的特點(diǎn)，成為食品、藥品、日化產(chǎn)品等生產(chǎn)線上分揀、包裝的機(jī)器人首選機(jī)型，預(yù)測未來幾年內(nèi)中國國內(nèi)的需求都會在幾十萬臺左右，市場潛力巨大。根據(jù)調(diào)查，目前應(yīng)用領(lǐng)域中四自由度Delta機(jī)器人第四軸的傳動機(jī)構(gòu)主要有以下三種形式:一、兩端萬向節(jié)中間以滾珠花鍵軸實(shí)現(xiàn)軸向伸縮同時(shí)傳遞徑向扭矩的結(jié)構(gòu)形式；二、兩端萬向節(jié)中間以兩根或兩根以上互相交錯(cuò)的滑動軸桿實(shí)現(xiàn)軸向伸縮同時(shí)傳遞徑向扭矩的結(jié)構(gòu)形式；三、將驅(qū)動電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)置于Delta機(jī)器人并聯(lián)的三個(gè)主動軸其中的一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)之上的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)只需用一個(gè)萬向節(jié)并且在理論上工作中無需軸向的伸縮運(yùn)動。以上所述三種形式在機(jī)器人運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的問題是:形式一；滾珠花鍵軸為合金鋼材料制造，質(zhì)量重、運(yùn)動慣量大，給機(jī)器人的驅(qū)動電機(jī)增加負(fù)荷；Delta機(jī)器人的高速運(yùn)動產(chǎn)生的高頻率的振動讓滾珠花鍵軸快速磨損，短期內(nèi)必須更換，在一臺Delta機(jī)器人的使用壽命周期內(nèi)需多次(惡劣工作條件下會達(dá)到幾十次)更換該部分的總成，無論是用戶還是生產(chǎn)廠家都是極大的負(fù)擔(dān)和不便；形式二 ；交錯(cuò)的滑動軸桿雖然可以使用質(zhì)量輕剛度大的復(fù)合材料如碳纖維材料制造，解決了慣量大的問題。但滑動摩擦總會存在一定的軸向阻力，而且當(dāng)快速旋轉(zhuǎn)傳遞徑向扭力時(shí)軸桿的彈性變形也影響工作的精準(zhǔn)度或產(chǎn)生一定的延時(shí)現(xiàn)象，會導(dǎo)致機(jī)器人效率的降低。另外，盡管在應(yīng)用當(dāng)中可以采用摩擦系數(shù)較低的材料，但是有摩擦就會產(chǎn)生磨損并伴有屑末，而屑末將有一定的污染。形式三；雖然沒有前兩種的諸多問題，但是因?yàn)槭菍C(jī)構(gòu)置于Delta機(jī)器人并聯(lián)的三個(gè)主動軸其中的一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)之上，這樣就增加了這個(gè)軸驅(qū)動電機(jī)的負(fù)載；另夕卜，由于該部電機(jī)在機(jī)器人工作中始終處于運(yùn)動狀態(tài)，對電機(jī)及電機(jī)的電纜等防護(hù)技術(shù)要求較高。綜上所述，四自由度的Delta機(jī)器人的第四軸傳動機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀形成了該型機(jī)器人的一個(gè)技術(shù)薄弱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，以滿足我國工業(yè)快速發(fā)展過程中對Delta機(jī)器人性能的需求。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題，采取的技術(shù)方案是:
[0005]并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動電機(jī)、上端萬向節(jié)、下端萬向節(jié)，所述的四自由度Delta機(jī)器人第四軸的并聯(lián)連桿傳動機(jī)構(gòu)還包括并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)、工作平臺，驅(qū)動電機(jī)輸出軸與上端萬向節(jié)傳動聯(lián)接，上端萬向節(jié)與并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的上端對角軸聯(lián)接，并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的下端對角軸與下端萬向節(jié)聯(lián)接，下端萬向節(jié)與工作平臺聯(lián)接。
[0006]并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，所述的并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)包括三組連桿，每組連桿包括上連桿和下連桿，上連桿下端與上連桿上端鉸接，三個(gè)上連桿上端與所述的上端對角軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接，三個(gè)上連桿下端與所述的下端對角軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
[0007]并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，所述的上連桿下端與下連桿上端通過軸承鉸接，三個(gè)上連桿上端與所述的上端對角軸分別通過一個(gè)軸承轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
[0008]并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，所述的工作平臺為圓形臺面，三組連桿沿工作平臺的圓形臺面的圓周均布設(shè)置。
[0009]并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，所述的三組連桿由碳纖維材料制成。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:本發(fā)明以并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的變形來實(shí)現(xiàn)Delta機(jī)器人第四軸傳動過程中的軸向伸縮功能且伸縮運(yùn)動時(shí)無摩擦，其結(jié)構(gòu)的運(yùn)行特性可保持穩(wěn)定可靠、壽命等同于機(jī)器人壽命；可滿足我國工業(yè)快速發(fā)展過程中對Delta機(jī)器人性能的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是將本發(fā)明的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)裝配到Delta機(jī)器人上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)在Delta機(jī)器人中運(yùn)動時(shí)的不意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是本發(fā)明的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)在運(yùn)動時(shí)的示意圖；
[0015]圖5是圖1中A區(qū)域放大圖；
[0016]圖6是圖2中B區(qū)域放大圖。
[0017]圖中的零部件名稱及標(biāo)號如下:
[0018]驅(qū)動電機(jī)14、上端萬向節(jié)15a、下端萬向節(jié)15b、并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16、工作平臺18、上端對角軸20、下端對角軸21、上連桿16a、下連桿16b、Delta機(jī)器人機(jī)構(gòu)機(jī)體22、主動電機(jī)
11、主動臂13b、從動臂13c。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖1?圖6所示，一種并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動電機(jī)14、上端萬向節(jié)15a、下端萬向節(jié)15b，所述的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)還包括并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16、工作平臺18，驅(qū)動電機(jī)14輸出軸與上端萬向節(jié)15a傳動聯(lián)接，上端萬向節(jié)15a與并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16的上端對角軸20聯(lián)接，并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16的下端對角軸21與下端萬向節(jié)15b聯(lián)接，下端萬向節(jié)15b與工作平臺18聯(lián)接。
[0021]所述的并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16包括三組連桿，每組連桿包括上連桿16a和下連桿16b，上連桿16a下端與上連桿16b上端鉸接，三個(gè)上連桿16a上端與所述的上端對角軸20轉(zhuǎn)動聯(lián)接，三個(gè)上連桿16a下端與所述的下端對角軸21轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
[0022]優(yōu)選的是；所述的上連桿16a下端與下連桿16b上端通過軸承鉸接，三個(gè)上連桿16a上端與所述的上端對角軸20分別通過一個(gè)軸承轉(zhuǎn)動聯(lián)接，能保證長期可靠的使用。
[0023]優(yōu)選的是，所述的工作平臺18為圓形臺面，三組連桿沿工作平臺18的圓形臺面的圓周均布設(shè)置。
[0024]優(yōu)選的是，所述的三組連桿由碳纖維材料制成，可以使第四軸的運(yùn)動慣量降至同類機(jī)器人同類部件的1/3。
[0025]本發(fā)明在使用時(shí)，將驅(qū)動電機(jī)14安裝在Delta機(jī)器人機(jī)構(gòu)機(jī)體22上，如圖1、圖2所示，三臺主動電機(jī)11均固定在Delta機(jī)器人機(jī)構(gòu)機(jī)體22上，每臺主動電機(jī)11輸出軸與所對應(yīng)的一個(gè)主動臂13b —端轉(zhuǎn)動聯(lián)接，所述的主動臂13b另一端通過上銷軸與兩個(gè)從動臂13c —端鉸接，兩個(gè)從動臂13c另一端分別通過所對應(yīng)的球鉸座與下銷軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接，兩個(gè)球鉸座與工作平臺18聯(lián)接。
[0026]當(dāng)驅(qū)動電機(jī)14工作時(shí)，通過上端萬向節(jié)15a、并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16及下端萬向節(jié)15b傳遞扭矩，工作平臺18做同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；當(dāng)機(jī)器人進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動時(shí)，并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)16、上下兩端的萬向節(jié)可保證第四軸機(jī)構(gòu)在Delta機(jī)器人運(yùn)動范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向伸縮及徑向旋轉(zhuǎn)功倉泛。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動電機(jī)(14)、上端萬向節(jié)(15a)、下端萬向節(jié)(15b)，其特征在于:所述的四自由度Delta機(jī)器人第四軸的并聯(lián)連桿傳動機(jī)構(gòu)還包括并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)(16)、工作平臺(18)，驅(qū)動電機(jī)(14)輸出軸與上端萬向節(jié)(15a)傳動聯(lián)接，上端萬向節(jié)(15a)與并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)(16)的上端對角軸(20)聯(lián)接，并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)(16)的下端對角軸(21)與下端萬向節(jié)(15b)聯(lián)接，下端萬向節(jié)(15b)與工作平臺(18)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)(16)包括三組連桿，每組連桿包括上連桿(16a)和下連桿(16b)，上連桿(16a)下端與上連桿(16b)上端鉸接，三個(gè)上連桿(16a)上端與所述的上端對角軸(20)轉(zhuǎn)動聯(lián)接，三個(gè)上連桿(16a)下端與所述的下端對角軸(21)轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的上連桿(16a)下端與下連桿(16b)上端通過軸承鉸接，三個(gè)上連桿(16a)上端與所述的上端對角軸(20)分別通過一個(gè)軸承轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的工作平臺(18)為圓形臺面，三組連桿沿工作平臺(18)的圓形臺面的圓周均布設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)連桿形式的Delta機(jī)器人第四軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的三組連桿由碳纖維材料制成。
【文檔編號】B25J9/00GK103909517SQ201410085290
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】孔民秀, 梁恒斌 申請人:哈爾濱博強(qiáng)機(jī)器人技術(shù)有限公司